Питання і завдання для самоконтролю

1. Яка паливоповітряна суміш називається однорідною (гомоген­ною)?

2. Приведіть схему найпростішого (елементарного) карбюратора. За якими залежностями визначаються витрати палива і повітря в ньому?

3. Як розрахувати і побудувати характеристику найпростішого кар­бюратора? Порівняйте її з ідеальною характеристикою і проаналізуйте їх розходження.

4. Визначте призначення системи компенсації паливоповітряноі су­міші у карбюраторі. Які способи компенсації суміші застосовуються у карбюраторах?

5. Яке призначення мають системи збагачення суміші (економайзер та еконостат)? Проаналізуйте переваги і недоліки економайзерів з ме­ханічним та пневматичним приводами.

6. Які функції виконує прискорювальний насос? Як він працює?

7. Назвіть інші допоміжні системи і пристрої, які корегують характе­ристику карбюратора і роботу двигуна.

8. Із якою метою і на яких двигунах переважно застосовуються ба­гатокамерні карбюратори?

9. Вкажіть основні напрямки подальшого вдосконалення карбюра­торів.

5.2. Системи живлення двигунів із впорскуванням бензину

Одним із шляхів поліпшення показників роботи автомобільних бен­зинових двигунів з іскровим запалюванням є застосування систем жив­лення із впорскуванням палива. Ці системи дозволяють істотно змен­шити основні недоліки, притаманні карбюраторним двигунам, і забезпе­чити значне покращання їх техніко-економічних і екологічних показників.

5.2.1. Переваги і недоліки систем впорскування бензину в порівнянні з карбюрацією

Аналіз показує, що для легкових автомобілів, особливо малого і малого класів, основним типом ДВЗ залишається чотиритактний бензи­новий двигун, незважаючи на те, що частка їх у світі за останні роки зни­зилась з 95 до 80-82%.

Малоймовірно, що в найближчому майбутньому він поступиться своїм місцем дизелю або двотактному ДВЗ, тому що:

- у ньому оптимально поєднуються для силових агрегатів автомобі­лів такого класу необхідна потужність, відносно висока економічність, необхідна екологічність, компактність, мала маса та надійність;

• для їх виробництва, обслуговування, ремонту створений потужний технічний потенціал;

• у світовому балансі палива переважають бензини.

Водночас необхідно відзначити, що традиційні шляхи удосконалю­вання карбюраторних двигунів практично вичерпані, навіть у варіанті «Екотронік» (з електронним керуванням). їхні показники за останні 10 років мало змінилися: літрова потужність збільшилась лише до N_n =40-42 кВт/л, запас максимального крутного моменту М_Емакс збі­льшився на 4-6%, мінімальна частота обертання колінчастого вала п_Емін знизилася на 100-400 хв^-1, ступінь стискання підвищена на 0,3-0,6 одиниці. Все це досягнуто при застосуванні карбюратора з електронним керуванням, багатоклапанних головок циліндрів, у тому числі і таких, що забезпечують утворення осьового вихору, та ін., тобто з використанням новітніх досягнень у цій галузі.

Цим пояснюється те, що частка бензинових карбюраторних ДВЗ, вироблених європейськими країнами за останні два роки (2000-2003 рр.), знизилася до 12-13%, поступившись місцем двигунам із впо­рскуванням бензину.

Більшість зарубіжних фірм працюють над:

• багатоточковим електронним впорскуванням палива;

• багатосвічковим (у тому числі послідовним) запалюванням пали-во-повітряної суміші;

• багатоклапанним газорозподіленням;

• зміною робочого об'єму камери згоряння (ступеня стискання) за­лежно від режиму роботи за рахунок зміни ходу поршня та ін.

Почалася ця робота над двигунами для легкових автомобілів висо­кого класу і швидко поширюється на легкові автомобілі інших класів. Так, у Європі зараз більше 90% легкових автомобілів із двигуном V_л= 1,8 л, і більше обладнані тільки системами електронного впорску­вання палива; більше 45% 3-х і 4-х клапанними головками; у 15% засто­совується наддув та ін.

Вирішальним тут усе ж є перехід на електронне впорскування па­лива (бензину), електронні керування і контроль за роботою ДВЗ.

Ідея електронного впорскування палива для автомобілебудування запозичена з авіації (30-40 р. минулого століття). Перша система впор­скування була розроблена компанією «Даймлер-Бенц» для автомобіля «Мерседес Бенц-300» у 1954 р. Стримувало їхнє застосування склад­ність систем живлення та більш високі вимоги, а відповідно і вартість обслуговування.

У середньому зараз у ДВЗ з електронними впорскуванням бензину і контролем за роботою:

• енергетичні показники на 15-20% вищі, ніж при карбюрації через менші гідравлічні втрати при впусканні (за рахунок більшого масового наповнення) і можливості забезпечити більш ефективне, ніж у карбюра­торних ДВЗ, використання динамічного (інерційного) наддуву та ін.;

• паливна економічність вище ніж 25%, тому що можливе застосу­вання більших значень є без детонаційного згоряння, більш точне дозу­вання суміші по циліндрах на всіх експлуатаційних режимах (фактичне розходження 6-7%, проти 11-17% у карбюраторних ДВЗ), таким чином забезпечується а, що відповідає стехіометричному значенню;

• токсичність ВГ нижча.

Але найголовніше — у цих систем є резерви для подальшого вдос­коналення, що пов'язано із розвитком і впровадженням електронізації і комп'ютеризації. Так, ступінчаста електронна система запалювання із датчиком детонації дозволяє підвищити є, що забезпечує більш високу економічність, особливо при часткових навантаженнях ДВЗ (автомобілі "Тойота", "Ровер Монтегю" та інш.); електронна система впорскування із датчиком кисню на випусканні у поєднанні з антитоксичними пристроя­ми здатна забезпечити найжорсткіші вимоги з токсичності ВГ та ін.

Недоліки, пов'язані з застосуванням сучасних систем впорскування бензину, залишаються тими ж самими:

• системи конструктивно складніші й дорожчі порівняно з карбюра­торними;

• експлуатація і обслуговування їх вимагають використання більш кваліфікованих кадрів, тому також дорожчі.

Частково зазначеними недоліками й пояснюється недостатнє за­стосування цих систем на вітчизняних автомобілях. Перспективи більш широкого їх впровадження ґрунтуються на базі нових електронних сис­тем впорскування й регулювання, що розробляються.